轴流压气机静叶气封间隙流的研究和流道优化

发布时间：2020-06-02 10:53

【摘要】： 静叶气封间隙泄漏流会对多级压气机性能造成一定影响。然而由于压气机本身的固有结构特点,无法通过设计或者是其他手段彻底消除气封间隙流的影响。因此,研究气封泄漏流动的具体细节和作用机理,对于控制气封间隙泄漏流对压气机性能造成的负面影响有着积极的意义。气封泄漏流的流动十分复杂,因此针对该课题的研究比较困难,但是随着人们对它越来越多的关注,气封泄漏流的流动特点和物理机制也在逐步得到揭示。 本文的主要研究内容是针对大型压气机静叶气封间隙泄漏流的数值模拟和分析,通过对有气封和无气封两种情况的定常对比研究,详细描述了气封间隙泄漏流的流动细节,分析了其对主流的干扰和影响,阐释了其导致压气机整体性能下降的主要机理。 同时根据气封间隙泄漏流的流动特性,采用一种针对静叶流道的优化方法,以期改善泄漏流对压气机整体性能的影响。定常计算的结果表明,此优化方法能在一定程度上削弱气封泄漏流的负面作用,进而使压气机整体性能得到一定提升,其中效率能提高0.4%~0.5%左右。 基于定常计算的结论,采用非定常计算方法再次对定常结果进行验证,并同时观察上述各种流动的非定常效应,在一定程度上揭示非定常流动机理,以期为工程实践提供有益参考。数值实验结果表明,非定常计算结果与定常计算结论相吻合,但是提供了比定常计算更为丰富的流动现象和流场细节。
【图文】：

故被称为动叶，如图 1.1 所示。二是静子，包括了压气机即缸体和安装在其上位于每列动叶之后的静止叶片，也即静叶，和一排静叶共同组成了压气机的一个基本单元——级。高速旋转从进气缸进来的空气做功，，将机械能转化为气流的动能和压力能的调整后，进入到下一级动叶继续进行下一步的压缩。

据压气机结构上的特点，由于轴系高速转动的需要，压气机存在一定大小的间隙，从而产生由压气机内部的压差所引起动。根据设计上的不同，间隙泄漏流动可分为气封泄漏流动静叶根部间隙泄漏流动。在当今大型压气机设计中，在静叶装置来减小气体的泄漏更为常见，如图 1.2 所示。
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH453

【参考文献】

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本文编号：2693048